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航天企业数据存储备份设备及架构的比较与选择

发布时间:2019-12-05 05:48:14

1 引言

近年来,航天企业的信息系统建设已初具规模,科研设计文档、实验数据、科研报告、电了:邮件、数据报表、个人重要资料等信息数据的数据量迅速成倍增加,每年都有T级的海量数据生成,这些重要信息数据只有很少部分是存储在具有定期备份功能的数据库中,绝大多数是以明文形式分散存储在实验工控机、办公用计算机系统上,数据管理难度较大。部分航天企业采用了磁盘阵列柜和磁带库实现大容量存储和基本的数据备份,系统数据库采用定时备份的策略进行容灾,但存储备份系统本身如果容易发生故障,会导致数据丢失的风险大大增加。

因此,如何合理选择数据存储备份设备,制定适合航天企业实际需求的数据存储备份架构,成为航天企业信息化改造中所关注的课题。

2 数据存储备份设备的比选

目前业界存储系统一线厂商包括IBM、HP和NetApp等,比较这些厂家的系列产品,IBM产品以高端为主,价格昂贵,HP存储产品多数以OEM或并购存储厂商为主,NetApp的产品在稳定性、易用性、灵活性方面较为突出,易于与现有系统集成,管理员操作简便易学。因此,本文以NETAPP存储设备为基础,开展数据存储架构的比较和选择。

3 当前流行的三种存储架构比较

当前流行的三种存储架构分别为FC SAN架构、IP SAN架构以及NAS架构,基于NetApp存储系统三种架构实现方式如下:

3.1 FC SAN架构(如图1所示)

图1 FC SAN架构

[page] a.NetApp的存储系统,与两台FC SAN交换机相连接,构成SAN交换机的高可用性;

b.NetApp存储系统提供LUN空间,为前端相关服务器提供可靠的数据存储空间;

c.文件服务器挂载相关LUN,并对其进行文件管理;

d.以一个用户访问某个文件的过程为例,用户先访问文件服务器,再通过文件服务器访问存储系统,进而实现对存储空间内的一个文件进行访问。存储系统只是提供存储空间、提供数据访问的高可用性。

e.使用此架构的优点在于,FC SAN的吞吐量大,适用于高性能块级别的数据访问:

f. 缺点在于,每台服务器需安装光纤卡(HBA卡),部署较为复杂,每台服务器的光纤卡都有可能发生故障,光纤交换机的模块也有可能发生故障,从而容易形成单点故障,维护成本高,所以应用范围有限。

3.2 IP SAN架构(如图2所示)

图2 IP SAN架构

a.由于FC SAN的诸多局限性及高成本等问题,所以有了IP SAN的数据访问协议。其工作原理是在IP网络上运行块级别的数据访问协议,系统架构上只是将FC SAN中所使用的光纤交换机更换为以太网交换机即可;

b.使用IP SAN可以大大降低部署成本,但由于IP网络协议上的诸多问题,导致IP SAN的性能和传输速度远远小于FC SAN,所以使用也有一定局限。

[page] 3.3 NAS架构(如图3所示)

在FC SAN与IP SAN的架构下,用户需要自己去维护一台文件服务器,并对存储的数据进行共享及管理,这种方式大大增加了用户的维护成本,并且降低了使用效率及数据的访问性能。所以出现了另一种数据应用方式NAS,具体实现方式见图3。

图3 NAS架构

a.NAS的存储系统本身就可以将自己做为文件服务器,在存储系统上划分不同的卷映射给不同的用户。当用户访问存储空间时,直接输入存储系统的IP或者域名,就可以对属于用户自己的网络存储空间进行直接访问:

b.NAS的优点在于空间扩展灵活,可以随时在线扩展,部署方便,只需要简单几步便可完成;

c.缺点在于,由于NAS基于文件级访问协议,不适用一些较高性能下的数据访问应用,例如数据库、电子邮箱等应用。

4 适合于航天企业数据存储备份要求的系统构建

从以上分析可以看到,FC SAN、IP SAN以及NAS这三种架构在数据存储备份方面各有优缺点。而航天企业数据备份的需求中,既有需要即时快速进行备份的高性能的数据库访问应用。也有需要给用户分配个人网络存储备份空间的应用。因此,需要将FCSAN、IPSAN与NAS三种架构相结合,建立统一存储架构,才能限度地满足航天企业数据存储的需要。

为防止因存储产品的故障导致数据库数据丢失的问题,还需要建立完善的数据库备份系统。在数据库备份产品中业界较为知名的有CommVault CDR镜像系统,它能够将数据库的数据通过CDR的方式连续复制至备份服务器上,并能够在主数据库损坏的情况下,使备份的数据库回退到正常状态,并接替主服务器正常进行工作,同时可以实现异地数据备份。CommVault CDR镜像系统部署简单。操作方便,可以限度地保证企业数据库的安全。

通过完善的数据存储系统架构与数据备份系统的有效结合,就能限度地满足航天企业数据存储备份的要求,以便为航天企业建立高安全、高扩展、高性能、高稳定和便于管理的整体解决方案。

5 结束语

总的来说,航天企业近年来在信息化方面取得了很大的发展,存在计算机内的电子数据越来越多,数据的安全问题变得越来越重要,建立高效和可靠的据存储备份系统是航天企业信息化建设未来的发展方向。

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